(57)【要約】      （修正有）【課題】高炉改修に際して、出銑比を高位レベルに維持して生産量の低下を抑えながら、炉底部の凝固溶銑等の凝固付着物量を低減して、解体工事費用を削減し、かつ改修工期を短縮可能にする方法を提供する。【解決手段】少なくとも吹き卸し４ケ月前から、月平均最低出銑比２．１、月平均最低溶銑温度１５２０℃を維持し、炉底温度を過去最大温度と同等の範囲内に維持する操業を実施し、吹き卸し時まで炉底部１ｉの溶銑２を粘性の低い溶融状態に保持して、炉底部の凝固付着物３厚を１００ｍｍ以下にする状態を安定保持し、炉底部の溶銑を、吹き卸し時に通常出銑口１０より下方の炉壁部に設けた炉底出銑口１２から炉底出銑する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも吹き卸し４ケ月前から、月平均最低出銑比２．１、月平均最低溶銑温度１５２０℃を維持する操業を実施し、吹き卸し時まで炉底部の溶銑を粘性の低い溶融状態に保持して、該炉底部の溶銑を、吹き卸し時に通常出銑口より下方の炉壁部に設けた炉底出銑口から炉底出銑することを特徴とする高炉改修時の操業方法。
【請求項２】
炉底冷却水を、連続通水／間欠通水／溜め置き蒸発冷却の３段階に調整して、炉底温度を過去最大温度と同等の範囲内に維持することを特徴とする請求項１に記載の高炉改修時の操業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉を吹き卸して改修を行う際に、炉底部の付着物量を減少させる高炉改修時の操業方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高炉においては、長期の操業に伴い内張耐火物や炉体冷却設備などが劣化・破損するため、定期的にこれらを補修、交換する改修が行われる。
この高炉改修に際して特に問題になるのは、吹き卸し操業後に炉内に残留した溶銑が炉底部で凝固し残銑塊として多量に残留することである。この残銑塊の除去作業は非常に困難を伴うため、改修工期が長期化し、改修費用の増大などの問題がある。
【０００３】
この対策として、例えば通常出銑口よりも下方に残銑抜用出銑口を設け、この残銑抜用出銑口から溶銑を炉外に排出する炉底出銑が行われることがある。
この方法で排出した溶銑は樋を介してトーピードカーに受けて搬送する方法が採用されているが、設備レイアウト上、残銑抜用出銑口の位置が、トーピードカーに受けられない位置にある場合には、トーピードカーを使用できないため、排出した溶銑をスラグピット等に放流して破砕処理してスクラップ化することも行われている。
しかし、吹き卸しまでの炉代末期操業期間においては、炉底耐火物保護の面から、通常操業時より出銑比を下げるのに起因して炉底部の温度が低下する。このため、炉底での溶銑の凝固付着量が成長し残銑厚の低減効果が十分ではないという問題もあることから、炉底出銑によらない残銑除去方法や残銑低減操業方法などの提案がある。
【０００４】
例えば特許文献１には、炉底に滞留した未凝固状態のサラマンダー（残留溶銑）中に、出銑口より装入した抽出パイプの先端部を浸漬し、この抽出パイプの外端をエジェクター内蔵の輸送パイプに接続し、エジェクター効果を利用して炉底のサラマンダーを吸引して炉外に排出する高炉炉底のサラマンダー除去方法が開示されている。
しかしこの方法では、サラマンダーの比重が大きく、かなり大きい吸引力を確保できる大型のエジェクターを必要とする。また、抽出パイプは耐熱構造と抽出パイプから排出するまで凝固の進行を押さえる加熱構造も装備する必要があることから、抽出パイプ径をかなり大きくする必要があり、かなり大径の出銑口を設置する必要もある。
また、吸引したサラマンダーの排出処理のための設備レイアウト制約の問題や炉底付着物の推定誤差を考慮すると、上記のような大径の出銑口を溶融物最下面レベル近傍に設置することは困難である。
【０００５】
特許文献２には、高炉を吹き止めて改修する際に、装入物の減尺操業を行い、羽口上部までストックレベルが低下した時点で追加用のコークスを装入し、続けて珪石、鉄鉱石等比重の重い高い荷重用充填物を装入することにより、珪石、鉄鉱石の溶融を防止しつつ、炉芯コークスを溶銑中に沈降させて溶銑を排出し、残銑塊量を低減させることが開示されている。
しかしこの方法では、高炉吹き卸し操業時に珪石や鉄鉱石を相当量追加装入しなければならず、また追加装入物を吹き卸し後に掻き出す必要があり作業負担が増加するという問題がある。
【０００６】
特許文献３には、炉底出銑を行わず、減尺操業を実施して高炉を吹き止めて改修する際に、高炉吹き止めの少なくとも１カ月前からコークス比３５０ｋｇ／ｔ以下、低出銑比１．８以下の操業を継続して炉芯コークスを溶銑中に沈下させ、吹き止め時の残銑塊量を減少させることが開示されている。
しかし、炉芯コークスを溶銑中に沈下させるために、高炉吹き卸し前に低出銑比操業を実施すると、生産性が低下するのみならず、溶銑の凝固容積が大きくなりやすいという問題があり、場合によっては炉内で凝固残留した残銑を発破により解体して除去するなど困難な作業を強いられる。
【０００７】
このような問題を解消するために、改修に先立って、炉底部の残銑や凝固付着物を極力炉外に排出して炉底部を極力軽量化する要請も高まってきている。
【特許文献１】特開昭６３−２４３２１６号公報
【特許文献２】特開２００３−３０１２０８号公報
【特許文献３】特開２００１−３５５０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、高炉改修に際して、出銑比を高位に維持して生産量の低下を抑えながら、炉底部の凝固溶銑はもとより炉底に付着または凝固している付着物（銑鉄とスラグの混合物（以下「凝固付着物」という。）を低減して解体工事費用を削減し、かつ改修工期を短縮可能にする方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を有利に解決するために、以下の（１）〜（２）を要旨とする。
（１）少なくとも吹き卸し４ケ月前から、月平均最低出銑比２．１、月平均最低溶銑温度１５２０℃を維持する操業を実施し、吹き卸し時まで炉底部の溶銑を粘性の低い溶融状態に保持して、該炉底部の溶銑を、吹き卸し時に通常出銑口より下方の炉壁部に設けた炉底出銑口から炉底出銑することを特徴とする高炉改修時の操業方法。
（２）炉底冷却水を、連続通水／間欠通水／溜め置き蒸発冷却の３段階に調整して、炉底温度を過去最大温度と同等の範囲内に維持することを特徴とする請求項１に記載の高炉改修時の操業方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、従来方法による場合に比較して、
（１）炉底の凝固付着物量を大幅に減少させ、解体工事費を削減できる。
（２）改修工期を短縮できる。
（３）溶銑の回収・製品化率を高めることもできる。
などの改善効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明について、図に基づいて具体的に説明する。
高炉の改修は、一般には通常操業から減尺操業に移行後、炉内の溶銑を排出し、高炉への熱風の供給を停止し注水冷却する工程後に行なうものである。
本発明では、この高炉改修を行う場合に、少なくとも吹き卸し前４カ月から操業条件を制御して、出銑比を高位レベルに維持して生産量の低下を抑えながら、炉底部での凝固付着物の成長を抑制した後、残留した溶銑を吹き卸し時において炉底出銑して炉底部での凝固付着物量を低減可能にするものである。
【００１２】
より具体的には、少なくとも吹き卸し前４カ月から月平均出銑比を２．１（ｔ／ｄ／ｍ3 ）以上、月平均最低溶銑温度を１５２０℃以上に維持し、炉底温度を過去最大温度と同等領域（例えば４００℃程度）に維持して、炉底部の凝固付着物厚を１００ｍｍ以下に抑制する状態を安定保持し、吹き卸し時に、凝固付着物を除く残留溶銑を通常出銑口の下方に設けた炉底出銑口から炉底出銑するものであり、これにより、炉底部に凝固残留する凝固付着物量を従来の５０〜６０％程度まで低減可能にするものである。
【００１３】
ここで、月平均（休風、操業変動を考慮）最低出銑比２．１ｔ／ｄ／ｍ3 、月平均最低溶銑温度１５２０℃を確保する操業を実施するのは、溶銑の生産性を維持するとともに、吹き卸し時までに炉底冷却などの影響で炉底内表面に凝固付着物が徐々に成長していくのを安定的に抑止するためで、この操業を少なくとも４カ月以上継続し、凝固付着物の成長を安定的に、かつ確実に凝固付着物厚を１００ｍｍ以下に抑止して、
・凝固付着物の成長による炉底隆起で出銑量が低下するのを抑制する。
・解体工事費を削減して解体工期を短縮する。
・炉底出銑による溶銑の排出量を高め、炉底部での凝固付着物量を大幅に減少させる。などを実現可能にするものである。
【００１４】
なお、炉底温度を高く維持することは付着物の層厚増加を抑止するために有効であるが、吹き卸しまで炉壁、炉底の損傷を許容範囲内でかつ安定した操業を確保することを前提としているため、実績で安全確認ができている過去最大温度と同等領域、例えば過去の最大温度が４００℃とすれば、３００〜４００℃程度の範囲内で選択することが好ましい。  この温度領域は、炉底温度に応じて、炉底冷却水を連続通水／間欠通水／溜め置き蒸発冷却の中から選択して冷却能力を調整することによって、容易に実現することができる。  
【００１５】
本発明について、図に基づいてより具体的に説明する。
図１は、５０００ｍ3 級の高炉において、本発明を実施し、少なくとも吹き卸し前４カ月から月平均出銑比を２．１ｔ／ｄ／ｍ3 、月平均最低溶銑温度を１５２０℃以上に維持し、炉底温度を過去最大温度と同等の領域、例えば３６０〜４００℃の範囲に維持して、炉底部の凝固付着物厚を１００ｍｍ以下に抑制する操業をしてから、減尺操業後、つまり、吹き卸し前の炉底部内１ｉの状態例を模式的に示したものである。
この状態では、概念的には、炉底から上方に向かって、凝固付着物３、残銑（溶銑）２、グラファイト主体銑層４、コークス・グラファイト・滓層５、コークス・滓層６、コークス層７の順に残留している。
【００１６】
これら炉底部１ｉの残留物中の残銑総量は１７００ｔ程度（この内、残銑２が１５００ｔ程度）あり、この状態で吹き卸しをした場合、残銑２が炉底部で、そのまま凝固残留することになり、凝固付着物３とともに、その破砕・排出などの解体工事が困難を極め、改修工期が長くなり改修コストの増大に加え、高炉の生産性が大幅に低下することになる。  そこで、吹き卸し時まで凝固付着物３の成長を抑制し、残銑２を溶融状態に保持する操業を実施して、吹き卸し時に、通常出銑口１０より３〜４ｍ程度下方の側壁部１１に設けた、内径が１００ｍｍφ程度の炉底出銑口１２から、炉底出銑を実施し、残銑２を炉外に排出するものである。
【００１７】
本発明者等の調査によれば、溶銑温度を１５２０℃以上に維持して炉底の凝固付着物量を低位に安定させるためには、月平均出銑量が１１０００ｔ／ｄレベル（月平均出銑比２．１程度）の操業を、少なくとも４ケ月程度継続することが有効であることが判明した。  したがって本発明では、このような状態を安定確保するために、吹き卸し前４ケ月前から月平均出銑量が１１０００ｔ／ｄレベル（月平均出銑比２．１程度）の操業を実施するものである。このような操業を実現のために、コークスの粒径や強度を増加させ、溶銑の通液性をよくすることも考慮する。
【００１８】
減尺操業に移行する前の吹き卸し事前休風や、炉底出銑前の休風の際に、炉底温度が一時的に低下するため、残銑温度も低下して粘性が上昇して炉底表面の溶銑凝固層が成長しやすくなる懸念もあるので、この懸念を解消するために、この間、炉底冷却装置１３による冷却を緩和して炉底温度を過去最大温度領域である例えば４００℃程度に維持することが有効である。
このようにして、吹き卸し前操業を実施して炉底部の凝固付着物３の層厚を１００ｍｍ以下に抑制することができ、吹き卸し時に炉底出銑口１２を開孔して炉底出銑を実施することにより、凝固付着物３を除く残銑２を炉外に効率的に排出・回収し、吹き卸し後に炉底部に凝固残留する残銑量を殆どなくすことができる。
【００１９】
図２は、この炉底出銑を実施するための炉底出銑口１２と、樋１６の設置およびトーピードカー１７への残銑２の受銑構造（炉底出銑構造）例を模式的に示したものである。
炉底出銑口１２は、残銑２の残留をより少なくするために、極力、縦レンガ１１ｕの上面に近接する位置にあることが望ましいが、残銑２領域（炉底に設置した温度センサ１４や炉底残銑高さセンサ１５により検知）に応じて、樋１６の設置およびトーピードカー１７への残銑２の受銑可能な範囲の最適位置を選択設置（原則的には１か所設置であるが、複数箇所に設置することも考慮）するものである。
【００２０】
この炉底出銑口１２を設置する場合には、まず吹き卸し事前休風時に鉄皮１ａに孔をあけ、減尺操業終了時（吹き卸し時）に開孔する。
まず減尺操業終了前に、錐で側壁部１１の途中まで掘削しておき、減尺操業終了時（吹き卸し時）に、貫通させることにより炉底出銑口１２を開孔して炉底出銑を実施する。
なお、炉底出銑口１２の設置位置は固定ではなく、残銑２領域の形成状況に応じて、残銑２を効率的に排出するために最適な位置を選択することができる。図４中１３ｏは炉壁冷却装置である。
【００２１】
炉底出銑口１２から排出した残銑２を受け、トーピードカー１７に移送する樋１６は、ここでは仮設式であり、その設置は炉底出銑口１２の設置の際に行うことができる。
ここでは、トーピードカー１７は、２系列の軌道１８に切替えて移動可能に配置しているため、樋１６は切替えダンパー１９を備え、炉底出銑口１２からの残銑２を２系列の軌道１８上のトーピードカー１７に切替え移送でき、転炉や鋳銑機などに溶銑として搬送できるように配置される。
【実施例】
【００２２】
この実施例は、５０００ｍ3 級の高炉において、吹き卸し前４カ月から月平均出銑比を２．１以上にして月平均最低溶銑温度を１５２０℃以上に維持し、炉底冷却装置１３（および炉壁冷却装置１３ｏ）を制御して炉底温度を過去最大温度と同等領域である３６０〜４００℃に維持して、炉底部の凝固付着物３厚を１００ｍｍ以下に抑制する操業を実施し、減尺操業後の吹き卸し時に、通常出銑口１０より３．５ｍ下方に設けた炉底出銑口１２を開孔して炉底出銑を実施した場合のものである。
【００２３】
炉底出銑口１２は、減尺操業（休風時）時に、温度センサ１４や炉底残銑高さセンサ１５により検知した残銑２領域に応じて位置を選択し、側壁部１１の途中まで錐で掘削して設置（未開孔状態）しておいたもので、吹き卸し時に貫通・開孔した。
炉底出銑の実施後において、炉底部の凝固付着物３の平均厚は概ね１００ｍｍであった。そしてこの凝固付着物の上層は掻出可能なグラファイト主体銑層４、コークス・グラファイト・滓層５、コークス・滓層６、コークス層７であった。この凝固付着物３とその上層の残留物の量は、約９日の除去作業で除去できる量である。
【００２４】
（比較例）
（１）本発明で規定する操業条件（月平均最低出銑比２．１、月平均最低溶銑温度１５２０℃を維持）を、２カ月継続して操業した場合の炉底内の凝固付着物３の平均厚みは３００ｍｍ程度であり、この凝固付着物３とその上層の残留物の除去作業は１２日を要すると想定される。
（２）月平均最低出銑比を本発明で規定する２．１以上以下である、１．８〜１．９、月平均最低溶銑温度１５００℃で４カ月継続して操業した場合の炉底内の凝固付着物３の平均厚みは６００ｍｍ程度と推定され、この凝固付着物３とその上層の残留物の除去作業は１４日を要すると想定される。
【００２５】
本発明は、上記の実施例の内容に限定されるものではない。炉底部構造、炉底出銑口、樋、トーピードカーの配置、構造、炉底出銑操業などは、対象高炉の炉容積、出銑量、基本操業条件、操業スケジュール、装入原料、熱風、微粉炭（重油）の吹き込み条件などに応じて請求項の範囲を満足する範囲内で変更のあるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を実施した高炉の炉底部における残銑・滓・コークスなどの残留状態例を示す側断面概念説明図。
【図２】本発明による炉底出銑のための炉底出銑口、樋、トーピードカー等の配置と構造例を示す側断面概念説明図。
【符号の説明】
【００２７】
１  ：高炉                １ａ：鉄皮
１ｉ：炉底部内            ２  ：残銑（層）
３  ：凝固付着物          ４  ：グラファイト主体銑層
５  ：コークス・グラファイト・滓層
６  ：コークス・滓層      ７  ：コークス層
１０  ：通常出銑口        １１  ：側壁部
１１ｕ：縦レンガ          １２  ：炉底出銑口
１３  ：炉底冷却装置      １３ｏ：炉壁冷却装置
１４  ：温度センサ        １５  ：残銑高さセンサ
１６  ：樋                １７  ：トーピードカー
１８  ：軌道              １９  ：ダンパー
【図１】
2006137985.tif 000003
【図２】
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